EP0440578A1 - Device for machining curved planes onto moulds for optical or ophthalmic lenses - Google Patents

Device for machining curved planes onto moulds for optical or ophthalmic lenses Download PDF

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Publication number
EP0440578A1
EP0440578A1 EP91810026A EP91810026A EP0440578A1 EP 0440578 A1 EP0440578 A1 EP 0440578A1 EP 91810026 A EP91810026 A EP 91810026A EP 91810026 A EP91810026 A EP 91810026A EP 0440578 A1 EP0440578 A1 EP 0440578A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
piezoelectric drive
workpiece
swivel
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91810026A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Höfer
Peter Dr. Hagmann
Helmut Geis
Lothar Haase
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
Publication of EP0440578A1 publication Critical patent/EP0440578A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00932—Combined cutting and grinding thereof

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a shaping surface on a molding tool for the production of optical and ophthalmic lenses, in particular a shaping surface on a molding tool for the production of contact lenses by molding.
  • optical and ophthalmic lenses with the aid of mold casting (casting mold or single-surface casting process) is becoming increasingly important.
  • These molding processes use molds which have at least one shaping surface with the negative of a contact lens surface (front or rear surface).
  • the lens material is introduced in a flowable form between two molds for shaping the lens geometry.
  • the lens material is introduced into the mold as a monomer or prepolymer.
  • polymerization for example by adding an initiator or by supplying energy in the form of UV radiation or heat or microwaves, the contact lens material is polymerized in the casting mold.
  • a shrinkage in the polymerization can be compensated for, for example, by a relative displacement of the two shapes relative to one another, so that the space between the two shapes, which have the negatives of the desired contact lens geometries on the front and rear surfaces of the contact lens, is completely filled during the polymerization process.
  • the shaping surfaces of the molds on the rear surface and / or the front surface are reproduced exactly on the finished polymerized end product.
  • the molds are provided with such shaping surfaces that they also form the desired lens edge during the molding process. While post-processing of the edge is required in the single-surface casting mold process to achieve the desired lens edge geometry, this post-processing is unnecessary in the casting mold process. In the case of the production of so-called soft lenses, a hydration step can also follow the molding process of the lens.
  • Mold casting can be used to manufacture not only contact lenses, but also spectacle lenses and other optical lenses.
  • the molds which the shaping surfaces have when molding contact lenses generally consist of thermoplastic material, e.g. B. polypropylene. These molds are manufactured using the injection molding process and are conventionally designed as single-use items. For the production of these molds, mold tools are required which are used in the injection molding tools. The molding tools also have shaping surfaces that correspond to the desired lens geometries. With such molding tools, several 10,000 molds can be made from thermoplastic material. An exchange or revision is then required. When replacing the new mold must be made within extremely tight tolerances to ensure the reproducibility of the desired lens geometries. In particular in the case of the manufacture of aspherical, elliptical, toric or even multifocal lenses, high demands are placed on the molding tools used.
  • thermoplastic material e.g. B. polypropylene.
  • the object of the invention is to provide a device for producing a shaping surface on a molding tool which is used for the production of optical and ophthalmic lenses, with which the shaping surface is formed with high accuracy and reproducibility.
  • the adjusting movement of the tool can also be adjustable depending on the angle of rotation of the spindle.
  • the material-removing tool can be pivotable about a pivot axis perpendicular to the spindle axis, and with the setting device in this embodiment, the pivot radius of the tool can be adjusted in relation to the pivot axis depending on the pivot angle.
  • the material-removing tool can be adjustable by the adjusting device in the direction of the spindle axis or parallel to the spindle axis and in a direction perpendicular thereto.
  • the tool is then preferably movably supported in x and y coordinates, controlled by the setting device.
  • the setting device can have a piezoelectric drive which generates an adjusting movement for the material-removing tool in at least one of the setting directions.
  • the piezoelectric drive preferably acts in the direction of the spindle axis or parallel to it.
  • the piezoelectric drive can also generate an actuating movement in the direction perpendicular thereto.
  • the setting device for the production of rotationally symmetrical shaping tools, preferably has a piezoelectric drive, in particular in the form of a piezotranslator device.
  • the actuating movement of the piezoelectric drive in relation to the swivel angle of the tool about its pivot axis. In this way, geometries that can be predetermined as desired can be produced for the shaping surfaces on the workpiece.
  • the mold insert can also contain parts or the entire negative geometry of the lens edge in addition to the negative of the front or rear surface of the lens, in particular the contact lens.
  • the relatively large adjustment paths required here can then be achieved with the aid of control templates, which are used in combination with the piezoelectric drive.
  • the required control templates each contain a basic geometry in steps that correspond to the maximum displacement of the piezoelectric drive.
  • the fine adjustment movements between the gradations are supplied by the piezoelectric drive.
  • Adjustment movements for the material-removing tool for example below 100 ⁇ m, can be generated by the piezoelectric drive.
  • a small number of templates, which provide the basic geometries for the mold inserts, are required for the control templates.
  • the shaping surfaces on the mold inserts are then formed via the different actuation of the piezoelectric drive, taking into account the basic geometry of the control template used.
  • the control template can be scanned mechanically or in a contactless manner using distance sensors.
  • Preferred materials for the mold inserts are metals, such as aluminum, aluminum alloys, steels, stainless steels, Nickel, brass, copper, copper beryllium and the like.
  • a coating of the shaping surfaces with another material such as e.g. B. TiNi or chrome, possible. This means that the service life of the molding surface on the mold insert and the demolding behavior can be significantly improved.
  • high-temperature-resistant polymers can also be used as materials for the mold inserts.
  • these are polyphenylene sulfides (PPS), polyetherimides or polyaryl ether ketones.
  • PPS polyphenylene sulfides
  • the mold inserts can be used not only in injection molding tools, but also with a suitable choice of materials as an embossing stamp for the production of lenses by the embossing or thermoforming process.
  • the molds which are used in the single-surface casting mold or casting mold process for lens production can also be provided with the corresponding shaping surfaces on the device according to the invention, so that a direct production of these molds is achieved here.
  • a relative movement between the workpiece and the tool which can preferably be designed as a rotary diamond or also as a laser, can be achieved with the smallest changes in position in the nm range, with total adjustment ranges of up to a few 100 microns and, if required until are possible in the millimeter range.
  • practically any contact lens geometry to be produced can be achieved by the linear actuating movement which the piezoelectric drive device exerts on the tool, in combination with the swiveling movement which the tool executes about its swiveling axis during the material-removing shaping manufacture.
  • the linear actuating movement is additionally regulated as a function of the rotation angle of the spindle, lens geometries that are not rotationally symmetrical can also be produced on the front surface and / or rear surface.
  • smooth surfaces can be achieved on the shaping surfaces, in which further post-processing steps, such as e.g. B. polishing to improve the surface quality, are unnecessary.
  • the surface quality can be further increased by using air-bearing or hydraulically-mounted spindles.
  • the actuating movement of the piezoelectric drive is preferably controlled in the production of rotationally symmetrical shaping surfaces as a function of the swivel angle which the tool occupies about its swivel axis.
  • the piezoelectric drive also carries out the pivoting movement of the tool.
  • the piezoelectric drive can therefore advantageously be mounted on a slide guide which can be pivoted about the pivot axis and on which the tool is also guided in the radial direction of the pivot axis.
  • the piezoelectric drive can be designed as a piezotranslator that executes its actuating movement in a longitudinal axis. At one end the piezotranslator is supported on a slide guided on the slide guide, on which a tool holder for the tool, in particular as a turning tool, is also mounted, and at the other end the piezotranslator is supported on the tool holder.
  • the tool holder is preferably spring-loaded against the piezoelectric one Drive supported. It is also possible to place the tool directly on the piezoelectric drive (piezo translator), which is supported on the tool holder.
  • the piezoelectric drive can also consist of several piezotranslators, which are arranged one behind the other in the radial direction to the swivel axis and can optionally be controlled to generate the actuating movement.
  • the operating voltage of the piezoelectric drive can be set as a function of the swivel angle of the tool about the swivel axis.
  • This setting can be monitored by a control device.
  • a sensor for the actual actuating movement of the piezoelectric drive can be connected to a computer unit.
  • the computer unit can receive and / or store a setpoint value for the actuating movement of the piezoelectric drive that is predetermined by the desired lens geometry for the respective swivel angle of the tool.
  • the operating voltage for the piezoelectric drive is then set as a function of the setpoint-actual value comparison.
  • the slide on which the tool is mounted can be linearly adjustable on the slide guide.
  • the coarse setting can also be regulated by the computer.
  • the piezoelectric drive can also be designed as a piezo translator device acting directly on the tool.
  • the piezotranslator can take over the function of the tool holder in a preferred manner.
  • the piezoelectric drive from several, in particular two, piezotranslator devices, namely e.g. B. a piezotranslator device, which, as already explained above, acts on the tool holder, and a second piezotranslator device, which acts directly on the tool and forms, for example, the tool holder.
  • the piezotranslator device acting on the tool holder can be used in connection with the rough adjustment
  • the piezotranslator device which is designed as a tool holder, can be used in connection with the fine adjustment of the tool.
  • An increase in accuracy, and in particular a compensation of tool wear during the production of the desired lens geometry on the shaping surface of the workpiece, can be achieved in that the setting of the tool is further controlled as a function of the output signal of a surface measuring device which is based on the actual geometry produced by the tool the lens preferably detected by non-contact scanning.
  • a high degree of automation is achieved. It is only necessary to enter the desired contact lens geometry into a memory device of the electronic control of the setting device. Shaping surfaces for, for example, contact lenses with aspherical front and / or rear surfaces can be produced, and an exact adaptation, in particular, of the rear surface of the lenses to the respective cornea surfaces of the contact lens wearers can be carried out. In addition, shaping surfaces on the workpiece for multifocal, in particular bifocal contact lenses, for the care of presbyopic patients can also be produced without difficulty.
  • the figure shows a schematic representation of a lathe with electronic control for a piezoelectric drive for fine adjustment of the swivel radius of the turning tool, the electronic control device being shown as a block diagram.
  • the lathe shown is arranged on a machine bed 7 and has a headstock with a rotary drive (not shown) for a spindle 5.
  • the spindle 5 is rotatably mounted in a known air or hydraulic bearing or other suitable bearing. Due to the drive, not shown, the spindle 5 is rotated about its spindle axis 9.
  • the spindle 5 has on its spindle tip 16 a suitable fastening device (chuck or the like) with which a workpiece 2 is fastened.
  • the end product of the workpiece 2 can be a mold insert which is used in an injection molding tool to produce the mold which is used in the single-surface mold or mold method for lens, in particular contact lens production. However, the end product of the workpiece can also be the shape itself, which is used in the molding for lens production.
  • the lathe also has a columnar support 17, which is pivotable about a pivot axis 3.
  • a slide guide 6 is attached to the rotary support 17.
  • the slide guide 6 it is also possible for the slide guide 6 to be pivotally mounted on the rotary support 17 about the pivot axis 3 and for the rotary support 17 to be fixed in place on the machine bed 7 is.
  • a tool slide 8 is guided linearly on the slide guide 6 and is movable in the radial direction to the pivot axis.
  • a tool holder 19 for a turning tool 1, in particular a turning diamond, is mounted on the tool slide 8.
  • the tool slide 8 can be moved along the slide guide 6 for rough adjustment of the swivel radius of the turning tool 1 about the swivel axis 3, for example with the aid of a motor drive (not shown) or also a hand crank drive.
  • the rough setting can be carried out by controlling a computer unit 10.
  • an adjusting device 14 has a piezoelectric drive, which in the illustrated embodiment consists of two piezo-translator devices 4 and 21.
  • Piezoelectric drives of this type are known in theory and practice, for example, from PI, physics instruments, piezo guide, part 1, piezo actuation technology.
  • the piezoelectric drive used is preferably piezotranslators which perform adjusting movements in their longitudinal axis as a function of an applied operating voltage. Rapid expansions with short response times are an outstanding feature for such piezoelectric drives.
  • Such piezoelectric drives preferably consist of PZT (lead zirconium titanate) ceramics. Due to an applied operating voltage, an almost instantaneous change in length of the piezotranslator is achieved due to the sudden increase in electric field strength.
  • piezotranslators can be arranged one behind the other and form a chain.
  • the individual piezotranslators can then be optionally controlled depending on the desired change in length or actuating movement.
  • the expansion behavior of the individual piezotranslators can then be combined for the actuating movement to be achieved by appropriate control. As a result, not only the fine adjustment but also the rough adjustment can be achieved.
  • the control device for controlling an operating voltage for the piezoelectric drive which in the exemplary embodiment is supplied by a voltage amplifier 12, has the computer unit 10.
  • This computer unit 10 receives data on the desired mold geometry from a memory device 13, which can also be designed as a geometry input device.
  • the computer unit 10 converts these mold geometries for the front and / or rear surface of the contact lens to be produced at respective pivot angles of the rotary tool 1 about the radius values of the rotary tool 1 associated with the pivot axis with respect to the pivot axis 3.
  • the respective actual swivel radius of the turning tool 1 can be sensed with the aid of a sensor 11.
  • the output signal of the sensor 11 is also fed to the computer unit 10.
  • the computer unit 10 is fed the respective swivel angle which the turning tool assumes starting from a zero position about the swivel axis 3.
  • an angle sensor 20 is provided.
  • the turning tool 1 is placed on the workpiece 2.
  • the tool slide 8 can be moved linearly on the slide guide 6, optionally controlled by the computer unit 10, by manual operation or by an electric motor drive (not shown in more detail).
  • the computer unit 10 controls the voltage amplifier 12 accordingly, so that it supplies an operating voltage for the piezoelectric drive, consisting of the two piezo-translator devices 4 and 21, whereby an actuating movement is brought about .
  • This actuating movement of the piezoelectric drive is determined by the stored values of the swivel radii of the turning tool 1, which depend on the swivel angles of the tool due to the geometry entered.
  • the actuating movement impressed on the tool 1 can also be sensed by the sensor 11 and compared with a setpoint position, so that a controlled operating voltage supply of the piezoelectric drive is achieved on the basis of this setpoint / actual value comparison. In this way, hysteresis properties of the piezoelectric drive and also tolerances in the movement transmission between the piezoelectric drive to the tool holder 19 are compensated for.
  • the piezoelectric drive consists of the piezo translator device 21 acting directly on the tool 1 and the piezo translator device 4 acting on the tool holder 19.
  • the piezotranslator device 21, which can consist of one piezotranslator or a plurality of piezotranslators connected in series, serves as a tool carrier. On this ensures a direct transmission of the actuating movement to the tool 1.
  • the piezotranslator device 21 is therefore suitable for fine stone adjustment.
  • the second piezotranslator device 4 is supported at one end on the tool slide 8 and at the other end on the tool holder 19.
  • the piezotranslator device 4 can also consist of one piezotranslator or of several piezotranslators connected in series.
  • the piezotranslator device 4 can also be used in connection with the rough adjustment of the tool 1, the fine or fine stone setting then being ensured by the piezotranslator device 21, as already explained.
  • Adjustment movements of the piezotranslator device 4 take place against the biasing force of a spring 18. This ensures that when the direction of the actuation movement of the piezotranslator device 4 changes, the tool also carries out this change in direction.
  • the two piezotranslator devices 4 and 21 it is also possible to use only one of the two piezotranslator devices for the fine adjustment. This can be the piezotranslator device 4, which engages the tool holder 19, or the piezotranslator device 21, which acts directly on the tool 1.
  • the turning tool 1 executes the aforementioned pivoting movement about the pivot axis 3 in the plane of the spindle axis 9 and in this way generates the shaping surface on the workpiece 2 with the desired geometry.
  • a scanning device for scanning a template can also be provided. This arrangement is not shown in the figure. It can be designed in the manner known from DE-PS 31 10 624. A basic geometry can be set using the template.
  • a non-contact scanning surface measuring device 22 is suitable for this purpose.
  • this can be a known surface measuring device using a laser beam.
  • a laser beam is focused on the surface to be measured and the light backscattered from the surface is analyzed with the aid of a detector. If the focus deviates from the surface, the detector emits a signal for tracking the optics, with the tracking path being evaluated for determining the surface profile.
  • the output signal of the surface measuring device 22 is fed to the central computer unit 10, which then additionally initiates a corresponding actuation of the piezoelectric drive depending on the actual geometry determined on the shaping surface. In this way, wear of the tool can advantageously be detected and compensated for.
  • the rotation angle of the spindle 5 about the spindle axis 9 is continuously scanned by a sensor device 23 and a corresponding signal of the Computer unit 10 fed.
  • the actuating movement of the piezoelectric drive 4 and / or 21 is then also controlled as a function of this angle of rotation.
  • the adjusting device 14 shown in the figure can also act in such a way that the material-removing tool 1 can be adjusted in a straight line in the direction of the spindle axis 9 or parallel to it and in a direction perpendicular to it. It is then not necessary for the slide guide 6 on the support 17 to be pivotable about the axis of rotation 3. In this embodiment, it is then sufficient for the tool slide 8 and the piezoelectric drive 4, 21 to perform a rectilinear actuating movement in the direction of the spindle axis 9 or parallel to the material-removing tool 1, and also an actuating movement perpendicular to it.
  • the tool slide 8 can then be guided in a straight line on the slide guide 6 in a direction perpendicular to the spindle axis 9, in particular perpendicular to the plane of the drawing.
  • an additional piezotranslator device which belongs to the piezoelectric drive, can act on the tool 1 for fine adjustment in this direction perpendicular to the spindle axis 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

A device for machining curved planes on a mould for producing optical and ophthalmic lenses, having a spindle 5 which is rotatably mounted in a headstock 15 and on which there can be fastened a workpiece 2 which can rotate with the spindle 5 about the spindle axis 9, a cutting lathe tool 1, which can swivel about a swivel axis 3 perpendicular to the spindle axis 9, and a setting device 14, by which the swivel radius of the lathe tool can be set with respect to the swivel axis 3 swivel-angle dependently during the cutting operation, and which has a piezoelectric drive 4 and/or 21, which during the cutting operation transfers a linear adjusting movement to the lathe tool 1 in the radial direction with respect to the swivel axis 3 for swivel-radius setting of the lathe tool 1.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Formgebungsfläche an einem Formwerkzeug für die Fertigung optischer und ophthalmischer Linsen, insbesondere einer Formgebungsfläche an einem Formwerkzeug für die Fertigung von Kontaktlinsen durch Formgießen.The invention relates to a device for producing a shaping surface on a molding tool for the production of optical and ophthalmic lenses, in particular a shaping surface on a molding tool for the production of contact lenses by molding.

Die Herstellung von optischen und ophthalmischen Linsen (Kontaktlinsen) mit Hilfe von Formgießen (Gießform- oder Einflächen-Gießform-Verfahren) gewinnt immer mehr an Bedeutung. Bei diesen Formgießverfahren werden Formen verwendet, die wenigstens eine Formgebungsfläche mit dem Negativ einer Kontaktlinsenfläche (Front- oder Rückfläche) aufweisen. Das Linsenmaterial wird in fließfähiger Form zwischen zwei Formen zur Formung der Linsengeometrie eingebracht. In aller Regel wird das Linsenmaterial als Monomer oder Prepolymer in die Gießform eingebracht. Durch Polymerisation, beispielsweise durch Zugabe eines Initiators oder durch Energiezufuhr in Form von UV-Strahlung oder Wärme, bzw. Mikrowellen, erfolgt die Polymerisation des Kontaktlinsenmaterials in der Gießform. Ein Schwund bei der Polymerisation kann beispielsweise durch eine Relativverschiebung der beiden Formen zueinander ausgeglichen werden, so daß der Zwischenraum zwischen den beiden Formen, die die Negative der gewünschten Kontaktlinsengeometrien an Vorder- und Rückfläche der Kontaktlinse aufweisen, beim Polymerisationsvorgang vollständig ausgefüllt ist.The production of optical and ophthalmic lenses (contact lenses) with the aid of mold casting (casting mold or single-surface casting process) is becoming increasingly important. These molding processes use molds which have at least one shaping surface with the negative of a contact lens surface (front or rear surface). The lens material is introduced in a flowable form between two molds for shaping the lens geometry. As a rule, the lens material is introduced into the mold as a monomer or prepolymer. By polymerization, for example by adding an initiator or by supplying energy in the form of UV radiation or heat or microwaves, the contact lens material is polymerized in the casting mold. A shrinkage in the polymerization can be compensated for, for example, by a relative displacement of the two shapes relative to one another, so that the space between the two shapes, which have the negatives of the desired contact lens geometries on the front and rear surfaces of the contact lens, is completely filled during the polymerization process.

Am fertig polymerisierten Endprodukt sind die Formgebungsflächen der Formen an der Rückfläche und/oder der Vorderfläche exakt nachgebildet. Im Falle des Gießform-Verfahrens sind die Formen mit solchen Formgebungsflächen versehen, daß sie auch den gewünschten Linsenrand während des Formgießens bilden. Während beim Einflächen-Gießform-Verfahren eine Nachbearbeitung des Randes zur Erzielung der gewünschten Linsenrandgeometrie erforderlich ist, ist diese Nachbearbeitung beim Gießform-Verfahren überflüssig. Im Falle der Herstellung von sogenannten weichen Linsen kann sich dem Formvorgang der Linse auch ein Hydratationsschritt anschließen.The shaping surfaces of the molds on the rear surface and / or the front surface are reproduced exactly on the finished polymerized end product. In the case of the casting mold process, the molds are provided with such shaping surfaces that they also form the desired lens edge during the molding process. While post-processing of the edge is required in the single-surface casting mold process to achieve the desired lens edge geometry, this post-processing is unnecessary in the casting mold process. In the case of the production of so-called soft lenses, a hydration step can also follow the molding process of the lens.

Durch Formgießen lassen sich nicht nur Kontaktlinsen, sondern auch Brillengläser und andere optische Linsen herstellen.Mold casting can be used to manufacture not only contact lenses, but also spectacle lenses and other optical lenses.

Die Formen, welche die Formgebungsflächen beim Formgießen von Kontaktlinsen aufweisen, bestehen in aller Regel aus thermoplastischem Material, z. B. Polypropylen. Diese Formen werden nach dem Spritzgießverfahren hergestellt und sind in herkömmlicher Weise als Einmalartikel ausgeführt. Für die Herstellung dieser Formen benötigt man Formwerkzeuge, welche in die Spritzgußwerkzeuge eingesetzt werden. Die Formwerkzeuge besitzen ebenfalls Formgebungsflächen, die den gewünschten Linsengeometrien entsprechen. Mit solchen Formwerkzeugen können mehrere 10 000 Formen aus thermoplastischem Material hergestellt werden. Anschließend ist ein Austausch oder eine Überarbeitung erforderlich. Beim Austausch muß das neue Formwerkzeug zur Sicherstellung der Reproduzierbarkeit der gewünschten Linsengeometrien innerhalb extrem enger Toleranzen gefertigt werden. Insbesondere im Falle der Herstellung von asphärischen, elliptischen, torischen oder auch multifokalen Linsen werden hier an die zum Einsatz kommenden Formwerkzeuge hohe Anforderungen gestellt.The molds which the shaping surfaces have when molding contact lenses generally consist of thermoplastic material, e.g. B. polypropylene. These molds are manufactured using the injection molding process and are conventionally designed as single-use items. For the production of these molds, mold tools are required which are used in the injection molding tools. The molding tools also have shaping surfaces that correspond to the desired lens geometries. With such molding tools, several 10,000 molds can be made from thermoplastic material. An exchange or revision is then required. When replacing the new mold must be made within extremely tight tolerances to ensure the reproducibility of the desired lens geometries. In particular in the case of the manufacture of aspherical, elliptical, toric or even multifocal lenses, high demands are placed on the molding tools used.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung einer Formgebungsfläche an einem Formwerkzeug, das für die Fertigung optischer und ophthalmischer Linsen verwendet wird, zu schaffen, mit dem die Formgebungsfläche mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit gebildet wird.The object of the invention is to provide a device for producing a shaping surface on a molding tool which is used for the production of optical and ophthalmic lenses, with which the shaping surface is formed with high accuracy and reproducibility.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß gelöst durch

  • eine Arbeitsspindel, die von einem Drehantrieb um eine Spindelachse angetrieben ist, und an welcher ein Formwerkzeug-Rohling als Werkstück befestigt ist;
  • ein gegenüber dem Werkstück verstellbares materialabtragendes Werkzeug, mit welchem am Werkstück die Formgebungsfläche gebildet wird, und welches um eine zur Spindelachse senkrechte Schwenkachse schwenkbar ist; und
  • eine Einstelleinrichtung, mit welcher während der Bildung der Formgebungsfläche am Werkstück eine Stellbewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück in Abhängigkeit von der Linsengeometrie, die mit der aus dem Werkstück gebildeten Formgebungsfläche geformt wird, einstellbar ist.
This object is achieved according to the invention in the device mentioned at the outset by
  • a work spindle, which is driven by a rotary drive about a spindle axis and to which a blank tool is fastened as a workpiece;
  • a material-removing tool which is adjustable with respect to the workpiece and with which the shaping surface is formed on the workpiece and which can be pivoted about a pivot axis perpendicular to the spindle axis; and
  • an adjusting device with which, during the formation of the shaping surface on the workpiece, an adjusting movement of the tool relative to the workpiece depending on the lens geometry, which is shaped with the shaping surface formed from the workpiece, can be adjusted.

Gegebenenfalls kann die Stellbewegung des Werkzeugs auch in Abhängigkeit vom Rotationswinkel der Spindel einstellbar sein.If necessary, the adjusting movement of the tool can also be adjustable depending on the angle of rotation of the spindle.

Auf diese Weise können dann nicht nur sphärische Flächen auf dem Formwerkzeug erzeugt werden, sondern es lassen sich beliebig vorgebbare Formgebungsflächen auf dem Formwerkzeug erreichen.In this way, not only spherical surfaces can be produced on the molding tool, but shaping surfaces that can be predetermined as desired can be achieved on the molding tool.

Das materialabtragende Werkzeug kann um eine zur Spindelachse senkrechte Schwenkachse schwenkbar sein, und mit der Einstelleinrichtung läßt sich bei dieser Ausführungsform der Schwenkradius des Werkzeugs gegenüber der Schwenkachse schwenkwinkelabhängig einstellen.The material-removing tool can be pivotable about a pivot axis perpendicular to the spindle axis, and with the setting device in this embodiment, the pivot radius of the tool can be adjusted in relation to the pivot axis depending on the pivot angle.

Ferner kann bei einer anderen Ausführungsform das materialabtragende Werkzeug durch die Einstelleinrichtung in Richtung der Spindelachse bzw. parallel zur Spindelachse und in einer dazu senkrechten Richtung einstellbar sein. Das Werkzeug ist dann in bevorzugter Weise in x- und y-Koordinaten, gesteuert durch die Einstelleinrichtung, bewegbar gelagert.Furthermore, in another embodiment, the material-removing tool can be adjustable by the adjusting device in the direction of the spindle axis or parallel to the spindle axis and in a direction perpendicular thereto. The tool is then preferably movably supported in x and y coordinates, controlled by the setting device.

Die Einstelleinrichtung kann einen piezoelektrischen Antrieb aufweisen, der eine Stellbewegung für das materialabtragende Werkzeug in wenigstens einer der Einstellrichtungen erzeugt. Im Falle der Einstellbarkeit des materialabtragenden Werkzeugs in Richtung der Spindelachse bzw. parallel zur Spindelachse und in einer dazu senkrechten Richtung wirkt der piezoelektrische Antrieb bevorzugt in Richtung der Spindelachse bzw. parallel dazu. Es ist jedoch auch möglich, daß noch zusätzlich in der dazu senkrechten Richtung der piezoelektrische Antrieb eine Stellbewegung erzeugen kann.The setting device can have a piezoelectric drive which generates an adjusting movement for the material-removing tool in at least one of the setting directions. In the case of the adjustability of the material-removing tool in the direction of the spindle axis or parallel to the spindle axis and in a direction perpendicular thereto, the piezoelectric drive preferably acts in the direction of the spindle axis or parallel to it. However, it is also possible that the piezoelectric drive can also generate an actuating movement in the direction perpendicular thereto.

Für die Herstellung von rotationssymmetrischen Formwerkzeugen besitzt die Einstelleinrichtung, mit welcher die Stellbewegung für das materialabtragende Werkzeug in radialer Richtung zur Schwenkachse des Werkzeugs verändert wird, in bevorzugter Weise einen piezoelektrischen Antrieb, insbesondere in Form einer Piezotranslatoreinrichtung. In Abhängigkeit von der gewünschten Linsengeometrie bzw. Geometrie der Formgebungsfläche am Formwerkzeug wird die Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs in Relation zum Schwenkwinkel des Werkzeugs um seine Schwenkachse gebracht. Auf diese Weise lassen sich dann beliebig vorgebbare Geometrien für die Formgebungsflächen am Werkstück herstellen.For the production of rotationally symmetrical shaping tools, the setting device, with which the adjusting movement for the material-removing tool is changed in the radial direction to the pivot axis of the tool, preferably has a piezoelectric drive, in particular in the form of a piezotranslator device. Depending on the desired lens geometry or geometry of the shaping surface on the molding tool, the actuating movement of the piezoelectric drive in relation to the swivel angle of the tool about its pivot axis. In this way, geometries that can be predetermined as desired can be produced for the shaping surfaces on the workpiece.

Bei der Herstellung von Formeinsätzen für die Fertigung von Linsen nach dem Einflächengießform- oder dem Gießformverfahren kann der Formeinsatz neben dem Negativ der Vorder-oder Rückfläche der Linse, insbesondere der Kontaktlinse, auch Teile oder die gesamte Negativgeometrie des Linsenrandes enthalten.In the production of mold inserts for the manufacture of lenses according to the single-surface mold or the casting mold method, the mold insert can also contain parts or the entire negative geometry of the lens edge in addition to the negative of the front or rear surface of the lens, in particular the contact lens.

Die hierbei erforderlichen relativ großen Verstellwege können dann mit Hilfe von Steuerschablonen, die in Kombination mit dem piezoelektrischen Antrieb eingesetzt werden, erreicht werden. Die erforderlichen Steuerschablonen enthalten in Abstufungen, welche dem maximalen Verschiebeweg des piezoelektrischen Antriebs entsprechen, jeweils eine Grundgeometrie. Die zwischen den Abstufungen liegenden Feinstellbewegungen werden vom piezoelektrischen Antrieb geliefert. Stellbewegungen für das materialabtragende Werkzeug, beispielsweise unterhalb 100 µm, können vom piezoelektrischen Antrieb erzeugt werden. Für die Steuerschablonen benötigt man eine geringe Anzahl von Schablonen, die die Grundgeometrien für die Formeinsätze liefern. Die Bildung der Formgebungsflächen an den Formeinsätzen erfolgt dann über die unterschiedliche Ansteuerung des piezoelektrischen Antriebs unter der jeweiligen Berücksichtigung der Grundgeometrie der verwendeten Steuerschablone. Die Abtastung der Steuerschablone kann in bekannter Weise mechanisch oder auch berührungslos mit Abstandssensoren erfolgen.The relatively large adjustment paths required here can then be achieved with the aid of control templates, which are used in combination with the piezoelectric drive. The required control templates each contain a basic geometry in steps that correspond to the maximum displacement of the piezoelectric drive. The fine adjustment movements between the gradations are supplied by the piezoelectric drive. Adjustment movements for the material-removing tool, for example below 100 µm, can be generated by the piezoelectric drive. A small number of templates, which provide the basic geometries for the mold inserts, are required for the control templates. The shaping surfaces on the mold inserts are then formed via the different actuation of the piezoelectric drive, taking into account the basic geometry of the control template used. The control template can be scanned mechanically or in a contactless manner using distance sensors.

Als Material für die Formeinsätze kommen bevorzugt Metalle, wie Aluminium, Aluminiumlegierungen, Stähle, Edelstähle, Nickel, Messing, Kupfer, Kupfer-Beryllium und dgl., in Betracht. Nach der Herstellung der Formgebungsflächen an den Formeinsätzen ist auch eine Beschichtung der Formgebungsflächen mit einem anderen Material, wie z. B. TiNi oder Chrom, möglich. Damit kann die Standzeit der Formgebungsfläche am Formeinsatz und das Entformungsverhalten noch erheblich verbessert werden.Preferred materials for the mold inserts are metals, such as aluminum, aluminum alloys, steels, stainless steels, Nickel, brass, copper, copper beryllium and the like. After the production of the shaping surfaces on the mold inserts, a coating of the shaping surfaces with another material, such as e.g. B. TiNi or chrome, possible. This means that the service life of the molding surface on the mold insert and the demolding behavior can be significantly improved.

Neben Metallen können als Werkstoffe für die Formeinsätze auch hochtemperaturbeständige Polymere eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Polyphenylensulfide (PPS), Polyetherimide oder Polyaryletherketone. Die Formeinsätze können nicht nur in Spritzgußwerkzeugen, sondern bei geeigneter Wahl der Werkstoffe auch als Prägestempel für die Herstellung von Linsen nach dem Präge- oder Thermoformverfahren eingesetzt werden. Auch können die Formen, welche beim Einflächen-Gießform- bzw. Gießform-Verfahren zur Linsenfertigung verwendet werden, mit den entsprechenden Formgebungsflächen an der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen werden, so daß man hier eine direkte Herstellung dieser Formen erreicht.In addition to metals, high-temperature-resistant polymers can also be used as materials for the mold inserts. Examples of these are polyphenylene sulfides (PPS), polyetherimides or polyaryl ether ketones. The mold inserts can be used not only in injection molding tools, but also with a suitable choice of materials as an embossing stamp for the production of lenses by the embossing or thermoforming process. The molds which are used in the single-surface casting mold or casting mold process for lens production can also be provided with the corresponding shaping surfaces on the device according to the invention, so that a direct production of these molds is achieved here.

Bei Einsatz eines piezoelektrischen Antriebs in der Einstelleinrichtung läßt sich eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug, das bevorzugt als Drehdiamant oder auch als Laser ausgebildet sein kann, mit geringsten Positionsänderungen im nm-Bereich erzielen, wobei Gesamtstellwege bis zu einigen 100 Mikron und, falls erforderlich, bis in den Millimeterbereich möglich sind. Auf diese Weise läßt sich durch die lineare Stellbewegung, welche die piezoelektrische Antriebseinrichtung auf das Werkzeug ausübt, in Kombination mit der Schwenkbewegung, die das Werkzeug um seine Schwenkachse während der materialabtragenden Formgebung ausführt, praktisch jede herzustellende Kontaktlinsengeometrie fertigen. Wird die lineare Stellbewegung zusätzlich noch in Abhängigkeit vom Rotationswinkel der Spindel geregelt, so lassen sich auch nicht rotationssymmetrische Linsengeometrien an der Frontfläche und/oder Rückfläche fertigen.When using a piezoelectric drive in the setting device, a relative movement between the workpiece and the tool, which can preferably be designed as a rotary diamond or also as a laser, can be achieved with the smallest changes in position in the nm range, with total adjustment ranges of up to a few 100 microns and, if required until are possible in the millimeter range. In this way, practically any contact lens geometry to be produced can be achieved by the linear actuating movement which the piezoelectric drive device exerts on the tool, in combination with the swiveling movement which the tool executes about its swiveling axis during the material-removing shaping manufacture. If the linear actuating movement is additionally regulated as a function of the rotation angle of the spindle, lens geometries that are not rotationally symmetrical can also be produced on the front surface and / or rear surface.

Aufgrund der praktisch unbegrenzten Auflösung des piezoelektrischen Antriebssystems lassen sich an den Formgebungsflächen glatte Flächen erreichen, bei denen weitere Nachbearbeitungsschritte, wie z. B. Polieren zur Verbesserung der Oberflächenqualität, überflüssig sind. Die Oberflächenqualität läßt sich noch dadurch erhöhen, daß luftgelagerte oder hydraulisch gelagerte Spindeln verwendet werden.Due to the practically unlimited resolution of the piezoelectric drive system, smooth surfaces can be achieved on the shaping surfaces, in which further post-processing steps, such as e.g. B. polishing to improve the surface quality, are unnecessary. The surface quality can be further increased by using air-bearing or hydraulically-mounted spindles.

Die Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs wird bei der Herstellung rotationssymmetrischer Formgebungsflächen bevorzugt in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel, den das Werkzeug um seine Schwenkachse einnimmt, gesteuert. Hierzu führt in bevorzugter Weise der piezoelektrische Antrieb die Schwenkbewegung des Werkzeugs mit aus. In vorteilhafter Weise kann daher der piezoelektrische Antrieb an einer um die Schwenkachse schwenkbaren Schlittenführung gelagert sein, an welcher auch das Werkzeug in radialer Richtung zur Schwenkachse geführt ist.The actuating movement of the piezoelectric drive is preferably controlled in the production of rotationally symmetrical shaping surfaces as a function of the swivel angle which the tool occupies about its swivel axis. For this purpose, the piezoelectric drive also carries out the pivoting movement of the tool. The piezoelectric drive can therefore advantageously be mounted on a slide guide which can be pivoted about the pivot axis and on which the tool is also guided in the radial direction of the pivot axis.

Zum Beispiel kann der piezoelektrische Antrieb als Piezotranslator ausgebildet sein, der seine Stellbewegung in einer Längsachse ausführt. Am einen Ende ist der Piezotranslator an einem an der Schlittenführung geführten Schlitten, an welchem auch ein Werkzeughalter für das insbesondere als Drehwerkzeug ausgebildete Werkzeug gelagert ist, abgestützt, und an seinem anderen Ende ist der Piezotranslator am Werkzeughalter abgestützt. In bevorzugter Weise ist dabei der Werkzeughalter mit Federvorspannung gegen den piezoelektrischen Antrieb abgestützt. Es ist auch möglich, das Werkzeug direkt auf den piezoelektrischen Antrieb (Piezotranslator), der am Werkzeughalter abgestützt ist, aufzusetzen. Der piezoelektrische Antrieb kann auch aus mehreren Piezotranslatoren bestehen, die in radialer Richtung zur Schwenkachse hintereinander angeordnet sind und wahlweise zur Erzeugung der Stellbewegung angesteuert werden können.For example, the piezoelectric drive can be designed as a piezotranslator that executes its actuating movement in a longitudinal axis. At one end the piezotranslator is supported on a slide guided on the slide guide, on which a tool holder for the tool, in particular as a turning tool, is also mounted, and at the other end the piezotranslator is supported on the tool holder. The tool holder is preferably spring-loaded against the piezoelectric one Drive supported. It is also possible to place the tool directly on the piezoelectric drive (piezo translator), which is supported on the tool holder. The piezoelectric drive can also consist of several piezotranslators, which are arranged one behind the other in the radial direction to the swivel axis and can optionally be controlled to generate the actuating movement.

Zur Erzielung der gewünschten Geometrie an der rotations-symmetrischen Formgebungsfläche des Werkstücks kann die Betriebsspannung des piezoelektrischen Antriebs in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel des Werkzeugs um die Schwenkachse eingestellt werden. Diese Einstellung kann durch eine Regeleinrichtung überwacht werden. Hierzu kann ein Sensor für die Ist-Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs an eine Rechnereinheit angeschlossen sein. Ferner kann die Rechnereinheit einen durch die gewünschte Linsengeometrie für jeweilige Schwenkwinkel des Werkzeugs vorgegebenen Sollwert der Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs empfangen und/oder speichern. Die Betriebsspannung für den piezoelektrischen Antrieb wird dann in Abhängigkeit vom Sollwert-Istwertvergleich eingestellt.In order to achieve the desired geometry on the rotationally symmetrical shaping surface of the workpiece, the operating voltage of the piezoelectric drive can be set as a function of the swivel angle of the tool about the swivel axis. This setting can be monitored by a control device. For this purpose, a sensor for the actual actuating movement of the piezoelectric drive can be connected to a computer unit. Furthermore, the computer unit can receive and / or store a setpoint value for the actuating movement of the piezoelectric drive that is predetermined by the desired lens geometry for the respective swivel angle of the tool. The operating voltage for the piezoelectric drive is then set as a function of the setpoint-actual value comparison.

Zur Grobeinstellung des Schwenkradiusses des Werkzeugs um seine Schwenkachse kann der Schlitten, an welchem das Werkzeug gelagert ist, an der Schlittenführung linear verstellbar sein. Die Grobeinstellung kann auch durch den Rechner geregelt werden.For rough adjustment of the swivel radius of the tool about its swivel axis, the slide on which the tool is mounted can be linearly adjustable on the slide guide. The coarse setting can also be regulated by the computer.

Der piezoelektrische Antrieb kann auch als eine direkt auf das Werkzeug einwirkende Piezotranslatoreinrichtung ausgebildet sein. Hierzu kann in bevorzugter Weise der Piezotranslator die Funktion des Werkzeughalters übernehmen.The piezoelectric drive can also be designed as a piezo translator device acting directly on the tool. For this purpose, the piezotranslator can take over the function of the tool holder in a preferred manner.

Es ist auch möglich, den piezoelektrischen Antrieb aus mehreren, insbesondere zwei Piezotranslatoreinrichtungen zusammenzusetzen, nämlich z. B. einer Piezotranslatoreinrichtung, welche, wie oben schon erläutert, auf den Werkzeughalter wirkt, und einer zweiten Piezotranslatoreinrichtung, welche direkt auf das Werkzeug wirkt und beispielsweise den Werkzeughalter bildet. Hierbei kann die auf den Werkzeughalter einwirkende Piezotranslatoreinrichtung im Zusammenhang mit der Grobeinstellung verwendet werden, und die Piezotranslatoreinrichtung, welche als Werkzeughalter ausgebildet ist, im Zusammenhang mit der Feineinstellung des Werkzeugs verwendet werden.It is also possible to assemble the piezoelectric drive from several, in particular two, piezotranslator devices, namely e.g. B. a piezotranslator device, which, as already explained above, acts on the tool holder, and a second piezotranslator device, which acts directly on the tool and forms, for example, the tool holder. Here, the piezotranslator device acting on the tool holder can be used in connection with the rough adjustment, and the piezotranslator device, which is designed as a tool holder, can be used in connection with the fine adjustment of the tool.

Eine Erhöhung der Genauigkeit, und insbesondere eine Kompensation von Werkzeugverschleiß bei der Herstellung der gewünschten Linsengeometrie an der Formgebungsfläche des Werkstücks, läßt sich dadurch erzielen, daß die Einstellung des Werkzeugs ferner in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer Oberflächenmeßeinrichtung gesteuert wird, welche die vom Werkzeug hergestellte Istgeometrie an der Linse bevorzugt durch berührungslose Abtastung erfaßt.An increase in accuracy, and in particular a compensation of tool wear during the production of the desired lens geometry on the shaping surface of the workpiece, can be achieved in that the setting of the tool is further controlled as a function of the output signal of a surface measuring device which is based on the actual geometry produced by the tool the lens preferably detected by non-contact scanning.

Es wird ein hoher Automatisierungsgrad erreicht. Es ist lediglich erforderlich, die gewünschte Kontaktlinsengeometrie in eine Speichereinrichtung der elektronischen Steuerung der Einstelleinrichtung einzugeben. Es können Formgebungsflächen für beispielsweise Kontaktlinsen mit asphärischen Vorder-und/oder Rückflächen hergestellt werden, und es kann eine genaue Anpassung vor allem der Rückfläche der Linsen an die jeweiligen Hornhautoberflächen der Kontaktlinsenträger vorgenommen werden. Außerdem lassen sich ohne weiteres auch Formgebungsflächen am Werkstück für multifokale, insbesondere bifokale Kontaktlinsen, für die Versorgung von presbyopen Patienten herstellen.A high degree of automation is achieved. It is only necessary to enter the desired contact lens geometry into a memory device of the electronic control of the setting device. Shaping surfaces for, for example, contact lenses with aspherical front and / or rear surfaces can be produced, and an exact adaptation, in particular, of the rear surface of the lenses to the respective cornea surfaces of the contact lens wearers can be carried out. In addition, shaping surfaces on the workpiece for multifocal, in particular bifocal contact lenses, for the care of presbyopic patients can also be produced without difficulty.

Anhand der beiliegenden Figur wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with the aid of the attached figure.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Drehmaschine mit elektronischer Steuerung für einen piezoelektrischen Antrieb zur Feineinstellung des Schwenkradiusses des Drehwerkzeugs, wobei die elektronische Steuer- bzw. Regeleinrichtung als Blockschaltbild dargestellt ist.The figure shows a schematic representation of a lathe with electronic control for a piezoelectric drive for fine adjustment of the swivel radius of the turning tool, the electronic control device being shown as a block diagram.

Die dargestellte Drehbank ist auf einem Maschinenbett 7 angeordnet und weist einen Spindelstock mit nicht näher dargestelltem Drehantrieb für eine Spindel 5 auf. Die Spindel 5 ist in einem an sich bekannten Luft- oder Hydrauliklager oder anderem geeignetem Lager drehbar gelagert. Durch den nicht näher dargestellten Antrieb wird die Spindel 5 in Drehung um ihre Spindelachse 9 versetzt. Die Spindel 5 besitzt an ihrer Spindelspitze 16 eine geeignete Befestigungseinrichtung (Spannfutter oder dgl.), mit welcher ein Werkstück 2 befestigt wird. Bei dem Endprodukt des Werkstücks 2 kann es sich um einen Formeinsatz handeln, der in einem Spritzgußwerkzeug zur Herstellung der Form verwendet wird, die beim Einflächen-Gießform bzw. Gießform-Verfahren zur Linsen-, insbesondere Kontaktlinsenfertigung zum Einsatz kommt. Es kann sich bei dem Endprodukt des Werkstücks jedoch auch um die Form selbst handeln, die beim Formgießen zur Linsenfertigung zum Einsatz gebracht wird.The lathe shown is arranged on a machine bed 7 and has a headstock with a rotary drive (not shown) for a spindle 5. The spindle 5 is rotatably mounted in a known air or hydraulic bearing or other suitable bearing. Due to the drive, not shown, the spindle 5 is rotated about its spindle axis 9. The spindle 5 has on its spindle tip 16 a suitable fastening device (chuck or the like) with which a workpiece 2 is fastened. The end product of the workpiece 2 can be a mold insert which is used in an injection molding tool to produce the mold which is used in the single-surface mold or mold method for lens, in particular contact lens production. However, the end product of the workpiece can also be the shape itself, which is used in the molding for lens production.

Die Drehbank besitzt ferner einen säulenartigen Drehsupport 17, der um eine Schwenkachse 3 schwenkbar ist. An dem Drehsupport 17 ist eine Schlittenführung 6 befestigt. Es ist jedoch auch möglich, daß die Schlittenführung 6 an dem Drehsupport 17 um die Schwenkachse 3 schwenkbar gelagert ist und der Drehsupport 17 am Maschinenbett 7 ortsfest gelagert ist. An der Schlittenführung 6 ist ein Werkzeugschlitten 8 linear und in radialer Richtung zur Schwenkachse bewegbar geführt. Am Werkzeugschlitten 8 ist ein Werkzeughalter 19 für ein Drehwerkzeug 1, insbesondere einen Drehdiamanten, gelagert. Der Werkzeugschlitten 8 kann zur Grobeinstellung des Schwenkradiusses des Drehwerkzeugs 1 um die Schwenkachse 3, beispielsweise mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Motorantriebs oder auch eines Handkurbelantriebs, entlang der Schlittenführung 6 bewegt werden. Die Grobeinstellung kann durch Steuerung einer Rechnereinheit 10 erfolgen.The lathe also has a columnar support 17, which is pivotable about a pivot axis 3. A slide guide 6 is attached to the rotary support 17. However, it is also possible for the slide guide 6 to be pivotally mounted on the rotary support 17 about the pivot axis 3 and for the rotary support 17 to be fixed in place on the machine bed 7 is. A tool slide 8 is guided linearly on the slide guide 6 and is movable in the radial direction to the pivot axis. A tool holder 19 for a turning tool 1, in particular a turning diamond, is mounted on the tool slide 8. The tool slide 8 can be moved along the slide guide 6 for rough adjustment of the swivel radius of the turning tool 1 about the swivel axis 3, for example with the aid of a motor drive (not shown) or also a hand crank drive. The rough setting can be carried out by controlling a computer unit 10.

Zur Feineinstellung des Schwenkradiusses des bevorzugt als Drehwerkzeug 1 ausgebildeten Material abtragenden Werkzeugs um die Schwenkachse 3 bei der Formwerkzeugherstellung besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Drehbank eine Einstelleinrichtung 14 einen piezoelektrischen Antrieb, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Piezotranslatoreinrichtungen 4 und 21 besteht. Derartige piezoelelktrische Antriebe sind beispielsweise aus PI, Physik Instrumente, Piezo Guide, Teil 1, Piezostelltechnik in Theorie und Praxis bekannt. Bevorzugt handelt es sich bei dem verwendeten piezoelektrischen Antrieb um Piezotranslatoren, welche in ihrer Längsachse in Abhängigkeit einer angelegten Betriebsspannung Stellbewegungen ausführen. Rasche Ausdehnungen mit kleinen Ansprechzeiten sind für derartige piezoelektrische Antriebe ein herausragendes Merkmal. Bevorzugt bestehen derartige piezoelektrische Antriebe aus PZT(Blei-Zirkonium-Titanat)-Keramiken. Aufgrund einer angelegten Betriebsspannung wird durch die sprunghaft erhöhte elektrische Feldstärke eine fast verzögerungsfreie Längenänderung des Piezotranslators erreicht.To fine-tune the swivel radius of the material-removing tool, which is preferably in the form of a turning tool 1, about the swivel axis 3 in the production of molding tools, in the illustrated embodiment of a lathe an adjusting device 14 has a piezoelectric drive, which in the illustrated embodiment consists of two piezo-translator devices 4 and 21. Piezoelectric drives of this type are known in theory and practice, for example, from PI, physics instruments, piezo guide, part 1, piezo actuation technology. The piezoelectric drive used is preferably piezotranslators which perform adjusting movements in their longitudinal axis as a function of an applied operating voltage. Rapid expansions with short response times are an outstanding feature for such piezoelectric drives. Such piezoelectric drives preferably consist of PZT (lead zirconium titanate) ceramics. Due to an applied operating voltage, an almost instantaneous change in length of the piezotranslator is achieved due to the sudden increase in electric field strength.

Diese Eigenschaften des piezoelektrischen Antriebs werden bei der Erfindung vor allem zur Feineinstellung des Schwenkradiusses des Schwenkwerkzeugs um die Schwenkachse 3 ausgenützt.These properties of the piezoelectric drive are used in the invention primarily for the fine adjustment of the swivel radius of the swivel tool about the swivel axis 3.

In vorteilhafter Weise können mehrere Piezotranslatoren hintereinander angeordnet sein und eine Kette bilden. Es kann dann eine wahlweise Ansteuerung der einzelnen Piezotranslatoren erfolgen in Abhängigkeit von der gewünschten Längenänderung bzw. Stellbewegung. Das Ausdehnungsverhalten der einzelnen Piezotranslatoren läßt sich dann für die zu erzielende Stellbewegung durch entsprechende Ansteuerung kombinieren. Hierdurch läßt sich nicht nur die Feineinstellung, sondern auch die Grobeinstellung erreichen.Advantageously, several piezotranslators can be arranged one behind the other and form a chain. The individual piezotranslators can then be optionally controlled depending on the desired change in length or actuating movement. The expansion behavior of the individual piezotranslators can then be combined for the actuating movement to be achieved by appropriate control. As a result, not only the fine adjustment but also the rough adjustment can be achieved.

Die Steuereinrichtung zur Steuerung einer Betriebsspannung für den piezoelektrischen Antrieb, welche beim Ausführungsbeispiel von einem Spannungsverstärker 12 geliefert wird, besitzt die Rechnereinheit 10. Diese Rechnereinheit 10 empfängt Daten zur gewünschten Formwerkzeuggeometrie von einer Speichereinrichtung 13, die auch als Geometrieeingabeeinrichtung ausgebildet sein kann. Die Rechnereinheit 10 setzt diese Formwerkzeuggeometrien für die Vorder- und/oder Rückfläche der herzustellenden Kontaktlinse in jeweiligen Schwenkwinkeln des Drehwerkzeugs 1 um die Schwenkachse zugeordneten Radiuswerten des Drehwerkzeugs 1 in Bezug auf die Schwenkachse 3 um. Der jeweilige Ist-Schwenkradius des Drehwerkzeugs 1 läßt sich mit Hilfe eines Sensors 11 abtasten. Das Ausgangssignal des Sensors 11 wird ebenfalls der Rechnereinheit 10 zugeführt. Ferner wird der Rechnereinheit 10 der jeweilige Schwenkwinkel, den das Drehwerkzeug, ausgehend von einer Nullposition, um die Schwenkachse 3 einnimmt, zugeführt. Hierzu ist ein Winkelsensor 20 vorgesehen.The control device for controlling an operating voltage for the piezoelectric drive, which in the exemplary embodiment is supplied by a voltage amplifier 12, has the computer unit 10. This computer unit 10 receives data on the desired mold geometry from a memory device 13, which can also be designed as a geometry input device. The computer unit 10 converts these mold geometries for the front and / or rear surface of the contact lens to be produced at respective pivot angles of the rotary tool 1 about the radius values of the rotary tool 1 associated with the pivot axis with respect to the pivot axis 3. The respective actual swivel radius of the turning tool 1 can be sensed with the aid of a sensor 11. The output signal of the sensor 11 is also fed to the computer unit 10. Furthermore, the computer unit 10 is fed the respective swivel angle which the turning tool assumes starting from a zero position about the swivel axis 3. For this purpose, an angle sensor 20 is provided.

Beim spanenden Bearbeitungsvorgang wird das Drehwerkzeug 1 auf das Werkstück 2 aufgesetzt. Zur Grobeinstellung kann der Werkzeugschlitten 8 durch Handbetrieb oder durch nicht näher dargestellten elektromotorischen Antrieb linear an der Schlittenführung 6, gegebenenfalls gesteuert durch die Rechnereinheit 10, bewegt werden. Zur Feineinstellung des Schwenkradiusses des Drehwerkzeugs 1 bei der Herstellung der endgültigen gewünschten Formgebungsfläche steuert die Rechnereinheit 10 den Spannungsverstärker 12 entsprechend an, so daß dieser eine Betriebsspannung für den piezoelektrischen Antrieb, bestehend aus den beiden Piezotranslatoreinrichtungen 4 und 21, liefert, wodurch eine Stellbewegung herbeiführt wird. Diese Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs ist durch die gespeicherten Werte der Schwenkradien des Drehwerkzeugs 1, welche von den Schwenkwinkeln des Werkzeugs aufgrund der eingegebenen Geometrie abhängen, bestimmt. Dabei kann ferner durch den Sensor 11 die dem Werkzeug 1 aufgeprägte Stellbewegung abgetastet werden und mit einer Sollwertstellung verglichen werden, so daß aufgrund dieses Sollwert-Istwertvergleichs eine geregelte Betriebsspannungsversorgung des piezoelektrischen Antriebs erreicht wird. Auf diese Weise werden gegebenenfalls Hystereseeigenschaften des piezoelektrischen Antriebs und auch Toleranzen bei der Bewegungsübertragung zwischen dem piezoelektrischen Antrieb auf den Werkzeughalter 19 kompensiert.During the machining process, the turning tool 1 is placed on the workpiece 2. For rough adjustment, the tool slide 8 can be moved linearly on the slide guide 6, optionally controlled by the computer unit 10, by manual operation or by an electric motor drive (not shown in more detail). For fine adjustment of the swivel radius of the turning tool 1 during the production of the final desired shaping surface, the computer unit 10 controls the voltage amplifier 12 accordingly, so that it supplies an operating voltage for the piezoelectric drive, consisting of the two piezo-translator devices 4 and 21, whereby an actuating movement is brought about . This actuating movement of the piezoelectric drive is determined by the stored values of the swivel radii of the turning tool 1, which depend on the swivel angles of the tool due to the geometry entered. The actuating movement impressed on the tool 1 can also be sensed by the sensor 11 and compared with a setpoint position, so that a controlled operating voltage supply of the piezoelectric drive is achieved on the basis of this setpoint / actual value comparison. In this way, hysteresis properties of the piezoelectric drive and also tolerances in the movement transmission between the piezoelectric drive to the tool holder 19 are compensated for.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der piezoelektrische Antrieb aus der direkt auf das Werkzeug 1 einwirkenden Piezotranslatoreinrichtung 21 und der auf den Werkzeughalter 19 einwirkenden Piezotranslatoreinrichtung 4. Die Piezotranslatoreinrichtung 21, welche aus einem Piezotranslator oder mehreren hintereinander geschalteten Piezotranslatoren bestehen kann, dient als Werkzeugträger. Auf diese Weise wird eine direkte Stellbewegungsübertragung auf das Werkzeug 1 gewährleistet. Die Piezotranslatoreinrichtung 21 eignet sich daher für eine Feinsteinstellung.In the exemplary embodiment shown, the piezoelectric drive consists of the piezo translator device 21 acting directly on the tool 1 and the piezo translator device 4 acting on the tool holder 19. The piezotranslator device 21, which can consist of one piezotranslator or a plurality of piezotranslators connected in series, serves as a tool carrier. On this ensures a direct transmission of the actuating movement to the tool 1. The piezotranslator device 21 is therefore suitable for fine stone adjustment.

Die zweite Piezotranslatoreinrichtung 4 ist an ihrem einen Ende an dem Werkzeugschlitten 8 abgestützt und mit ihrem anderen Ende am Werkzeughalter 19. Die Piezotranslatoreinrichtung 4 kann ebenfalls aus einem Piezotranslator oder aus mehreren hintereinander geschalteten Piezotranslatoren bestehen. Die Piezotranslatoreinrichtung 4 kann auch im Zusammenhang mit der Grobeinstellung des Werkzeugs 1 zum Einsatz kommen, wobei dann die Fein- bzw. Feinsteinstellung, wie schon erläutert, durch die Piezotranslatoreinrichtung 21 gewährleistet wird.The second piezotranslator device 4 is supported at one end on the tool slide 8 and at the other end on the tool holder 19. The piezotranslator device 4 can also consist of one piezotranslator or of several piezotranslators connected in series. The piezotranslator device 4 can also be used in connection with the rough adjustment of the tool 1, the fine or fine stone setting then being ensured by the piezotranslator device 21, as already explained.

Stellbewegungen der Piezotranslatoreinrichtung 4 erfolgen gegen die Vorspannkraft einer Feder 18. Hierdurch ist gewährleistet, daß bei einer Richtungsänderung der Stellbewegung der Piezotranslatoreinrichtung 4 das Werkzeug diese Richtungsänderung mitausführt.Adjustment movements of the piezotranslator device 4 take place against the biasing force of a spring 18. This ensures that when the direction of the actuation movement of the piezotranslator device 4 changes, the tool also carries out this change in direction.

Anstelle der beiden Piezotranslatoreinrichtungen 4 und 21 ist es auch möglich, nur eine der beiden Piezotranslatoreinrichtungen für die Feineinstellung zu verwenden. Es kann sich hier um die Piezotranslatoreinrichtung 4, welche an den Werkzeughalter 19 angreift, oder um die Piezotranslatoreinrichtung 21, welche direkt auf das Werkzeug 1 einwirkt, handeln.Instead of the two piezotranslator devices 4 and 21, it is also possible to use only one of the two piezotranslator devices for the fine adjustment. This can be the piezotranslator device 4, which engages the tool holder 19, or the piezotranslator device 21, which acts directly on the tool 1.

Während sich das Werkstück 2 um die Spindelachse 9 dreht, führt das Drehwerkzeug 1 in der Ebene der Spindelachse 9 die schon angesprochene Schwenkbewegung um die Schwenkachse 3 aus und erzeugt auf diese Weise am Werkstück 2 die Formgebungsfläche mit der gewünschten Geometrie.While the workpiece 2 rotates about the spindle axis 9, the turning tool 1 executes the aforementioned pivoting movement about the pivot axis 3 in the plane of the spindle axis 9 and in this way generates the shaping surface on the workpiece 2 with the desired geometry.

Zusätzlich kann eine Abtastvorrichtung für die Abtastung einer Schablone noch vorgesehen sein. Diese Anordnung ist in der Figur nicht dargestellt. Sie kann in der Weise ausgebildet sein, wie es aus der DE-PS 31 10 624 bekannt ist. Durch die Schablone läßt sich dabei eine Grundgeometrie einstellen.In addition, a scanning device for scanning a template can also be provided. This arrangement is not shown in the figure. It can be designed in the manner known from DE-PS 31 10 624. A basic geometry can be set using the template.

Um eine hohe Genauigkeit der herzustellenden Geometrie an der Formgebungsfläche zu erreichen, kann die vom Werkzeug 1 am Werkstück 2 hergestellte Geometrie berührungslos abgetastet werden. Hierzu eignet sich eine berührungslos abtastende Oberflächenmeßeinrichtung 22. Es kann sich hierbei beispielsweise um eine mit Hilfe eines Laserstrahles abtastende Oberflächenmeßeinrichtung bekannter Art handeln. Hierbei wird auf die zu messende Oberfläche ein Laserstrahl fokussiert, und mit Hilfe eines Detektors wird das von der Oberfläche zurückgestreute Licht analysiert. Weicht der Fokus von der Oberfläche ab, so gibt der Detektor ein Signal für das Nachfahren der Optik, wobei der Nachführweg für die Bestimmung des Oberflächenprofils ausgewertet wird.In order to achieve high accuracy of the geometry to be produced on the shaping surface, the geometry produced by the tool 1 on the workpiece 2 can be scanned without contact. A non-contact scanning surface measuring device 22 is suitable for this purpose. For example, this can be a known surface measuring device using a laser beam. A laser beam is focused on the surface to be measured and the light backscattered from the surface is analyzed with the aid of a detector. If the focus deviates from the surface, the detector emits a signal for tracking the optics, with the tracking path being evaluated for determining the surface profile.

Das Ausgangssignal der Oberflächenmeßeinrichtung 22 wird der zentralen Rechnereinheit 10 zugeleitet, welche dann zusätzlich in Abhängigkeit von der festgestellten Istgeometrie an der Formgebungsfläche eine entsprechende Ansteuerung des piezoelektrischen Antriebs veranlaßt. In vorteilhafter Weise kann hierdurch ein Verschleiß des Werkzeugs erfaßt und kompensiert werden.The output signal of the surface measuring device 22 is fed to the central computer unit 10, which then additionally initiates a corresponding actuation of the piezoelectric drive depending on the actual geometry determined on the shaping surface. In this way, wear of the tool can advantageously be detected and compensated for.

Zur Herstellung von nichtrotationssymmetrischen Geometrien für die Formgebungsfläche wird von einer Sensoreinrichtung 23 der Rotationswinkel der Spindel 5 um die Spindelachse 9 fortwährend abgetastet und ein entsprechendes Signal der Rechnereinheit 10 zugeleitet. Die Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs 4 und/oder 21 wird dann ebenfalls in Abhängigkeit von diesem Rotationswinkel gesteuert.In order to produce non-rotationally symmetrical geometries for the shaping surface, the rotation angle of the spindle 5 about the spindle axis 9 is continuously scanned by a sensor device 23 and a corresponding signal of the Computer unit 10 fed. The actuating movement of the piezoelectric drive 4 and / or 21 is then also controlled as a function of this angle of rotation.

Die in der Figur dargestellte Einstelleinrichtung 14 kann auch in der Weise wirken, daß das materialabtragende Werkzeug 1 in Richtung der Spindelachse 9 bzw. parallel dazu und in einer Richtung senkrecht dazu geradlinig verstellbar ist. Hierbei ist es dann nicht erforderlich, daß die Schlittenführung 6 am Support 17 um die Drehachse 3 verschwenkbar ist. Es reicht bei dieser Ausführungsform dann aus, daß der Werkzeugschlitten 8 und der piezoelektrische Antrieb 4, 21 eine geradlinige Stellbewegung in Richtung der Spindelachse 9 bzw. parallel dazu auf das materialabtragende Werkzeug 1 ausübt, und ferner eine Stellbewegung senkrecht dazu. Hierzu kann dann der Werkzeugschlitten 8 an der Schlittenführung 6 ferner geradlinig in einer zur Spindelachse 9 senkrechten Richtung, insbesondere senkrecht zur Zeichenebene, geführt werden. Zusätzlich kann für eine Feineinstellung in dieser zur Spindelachse 9 senkrechten Richtung auch eine zusätzliche Piezotranslatoreinrichtung, welche zum piezoelektrischen Antrieb gehört, auf das Werkzeug 1 wirken.The adjusting device 14 shown in the figure can also act in such a way that the material-removing tool 1 can be adjusted in a straight line in the direction of the spindle axis 9 or parallel to it and in a direction perpendicular to it. It is then not necessary for the slide guide 6 on the support 17 to be pivotable about the axis of rotation 3. In this embodiment, it is then sufficient for the tool slide 8 and the piezoelectric drive 4, 21 to perform a rectilinear actuating movement in the direction of the spindle axis 9 or parallel to the material-removing tool 1, and also an actuating movement perpendicular to it. For this purpose, the tool slide 8 can then be guided in a straight line on the slide guide 6 in a direction perpendicular to the spindle axis 9, in particular perpendicular to the plane of the drawing. In addition, an additional piezotranslator device, which belongs to the piezoelectric drive, can act on the tool 1 for fine adjustment in this direction perpendicular to the spindle axis 9.

Claims (21)

Vorrichtung zur Herstellung einer Formgebungsfläche an einem Formwerkzeug für optische und ophthalmische Linsen, insbesondere einer Formgebungsfläche an einem Formwerkzeug für die Fertigung von Kontaktlinsen durch Formgießen,

gekennzeichnet durch - eine Arbeitsspindel (5), die von einem Drehantrieb um eine Spindelachse (9) angetrieben ist, und an welcher ein Formwerkzeug-Rohling als Werkstück (2) befestigt ist; - ein gegenüber dem Werkstück (2) verstellbares materialabtragendes Werkzeug (1), mit welchem am Werkstück (2) die Formgebungsfläche gebildet wird, und - eine Einstelleinrichtung (14), mit welcher während der Bildung der Formgebungsfläche am Werkstück (2) eine Stellbewegung des Werkzeugs (1) gegenüber dem Werkstück (2) in Abhängigkeit von der Linsengeometrie, die mit der aus dem Werkstück (2) gebildeten Formgebungsfläche geformt wird, einstellbar ist. Device for producing a molding surface on a molding tool for optical and ophthalmic lenses, in particular a molding surface on a molding tool for the production of contact lenses by molding,

marked by - A work spindle (5), which is driven by a rotary drive about a spindle axis (9), and on which a blank tool as a workpiece (2) is attached; - A material-removing tool (1) which is adjustable relative to the workpiece (2) and with which the shaping surface is formed on the workpiece (2), and - An adjusting device (14) with which, during the formation of the shaping surface on the workpiece (2), an adjusting movement of the tool (1) relative to the workpiece (2) as a function of the lens geometry, which is shaped with the shaping surface formed from the workpiece (2) is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das materialabtragende Werkzeug (1) um eine zur Spindelachse (9) senkrechte Schwenkachse (3) schwenkbar ist und mit der Einstelleinrichtung (14) der Schwenkradius des Werkzeugs (1) gegenüber der Schwenkachse (3) schwenkwinkelabhängig einstellbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the material-removing tool (1) can be pivoted about a pivot axis (3) perpendicular to the spindle axis (9) and with the adjusting device (14) the pivot radius of the tool (1) relative to the pivot axis (3) is dependent on the pivot angle is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das materialabtragende Werkzeug (1) durch die Einstelleinrichtung (14) in Richtung der und parallel zur Spindelachse (9) und in einer dazu senkrechten Richtung einstellbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the material-removing tool (1) can be adjusted by the adjusting device (14) in the direction of and parallel to the spindle axis (9) and in a direction perpendicular thereto. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (14) einen piezoelektrischen Antrieb (4, 21) aufweist, der eine Stellbewegung für das materialabtragende Werkzeug (1) in wenigstens einer der Einstellrichtungen erzeugt.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the setting device (14) has a piezoelectric drive (4, 21) which generates an adjusting movement for the material-removing tool (1) in at least one of the setting directions. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Antrieb (4, 21) für eine Stellbewegung des materialabtragenden Werkzeugs (1) in radialer Richtung zur Schwenkachse (3) des Werkzeugs (1) ausgerichtet ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the piezoelectric drive (4, 21) is aligned for an adjusting movement of the material-removing tool (1) in the radial direction to the pivot axis (3) of the tool (1). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs (4, 21) vom Schwenkwinkel des Werkzeugs (1) um die Schwenkachse (3) abhängig ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the actuating movement of the piezoelectric drive (4, 21) depends on the swivel angle of the tool (1) about the swivel axis (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs (4,21) in Abhängigkeit vom Rotationswinkel der Spindel (5) um die Spindelachse (9) gesteuert ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuating movement of the piezoelectric drive (4,21) is controlled as a function of the angle of rotation of the spindle (5) about the spindle axis (9). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Antrieb (4, 21) an einer um die Schwenkachse (3) schwenkbaren Schlittenführung (6), an welcher das Werkzeug (1) in radialer Richtung zur Schwenkachse (3) geführt ist, gelagert ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piezoelectric drive (4, 21) on a slide guide (6) pivotable about the pivot axis (3), on which the tool (1) in the radial direction to the pivot axis (3) is guided, is stored. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Antrieb (4, 21) eine Piezotranslatoreinrichtung (4) aufweist, deren eines Ende an einem an der Schlittenführung (6) geführten Schlitten (8), an welchem ein Werkzeughalter (19) für das Werkzeug (1) gelagert ist, abgestützt ist und deren anderes Ende am Werkzeughalter (19) abgestützt ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the piezoelectric drive (4, 21) has a piezotranslator device (4), one end of which on a slide (8) guided on the slide guide (6), on which a tool holder ( 19) for the tool (1) is supported, and the other end of which is supported on the tool holder (19). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (19) mit Vorspannung gegen die Piezotranslatoreinrichtung (4) abgestützt ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the tool holder (19) is supported against the piezotranslator device (4) with pretension. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezotranslatoreinrichtung (4) aus mehreren in radialer Richtung zur Schwenkachse (3) hintereinander angeordneten Piezotranslatoren besteht.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the piezotranslator device (4) consists of a plurality of piezotranslators arranged one behind the other in the radial direction to the pivot axis (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Antrieb (4, 21) eine direkt auf das Werkzeug (1) einwirkende Piezotranslatoreinrichtung (21) aufweist.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the piezoelectric drive (4, 21) has a piezo translator device (21) acting directly on the tool (1). Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezotranslatoreinrichtung (21) als Werkzeughalter ausgebildet ist.Apparatus according to claim 12, characterized in that the piezotranslator device (21) is designed as a tool holder. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die direkt auf das Werkzeug (1) einwirkende Piezotranslatoreinrichtung (21) zur Feineinstellung des Werkzeugs (1) und die auf den Werkzeughalter (19 bzw. 21) wirkende Piezotranslatoreinrichtung (4) zur Grobeinstellung des Werkzeugs (1) dient.Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the piezotranslator device (21) acting directly on the tool (1) for fine adjustment of the tool (1) and the piezotranslator device (4) acting on the tool holder (19 or 21) Rough setting of the tool (1) is used. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugeinstellung zusätzlich durch eine Schablone gesteuert ist.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the tool setting is additionally controlled by a template. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der gewünschten Geometrie an der Formgebungsfläche des Werkstücks (2) die Betriebsspannung des piezoelektrischen Antriebs (4, 21) in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel des Werkzeugs (1) um die Schwenkachse (3) eingestellt ist.Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that in order to achieve the desired geometry on the shaping surface of the workpiece (2), the operating voltage of the piezoelectric drive (4, 21) as a function of the swivel angle of the tool (1) about the swivel axis (3 ) is set. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (11) für die Ist-Stellbewegung des piezoelektrischen Antriebs (4, 21) an eine Rechnereinheit (10) angeschlossen ist, daß die Rechnereinheit (10) ferner einen durch die gewünschte Geometrie der Formgebungsfläche für jeweilige Schwenkwinkel des Werkzeugs (1) vorgegebene Sollwerte der Stellbewegung empfängt bzw. speichert, und daß die Betriebsspannung für den piezoelektrischen Antrieb (4, 21) in Abhängigkeit vom Sollwert-Istwertvergleich eingestellt ist.Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that a sensor (11) for the actual actuating movement of the piezoelectric drive (4, 21) is connected to a computer unit (10), that the computer unit (10) furthermore by a desired geometry of the shaping surface for the respective swivel angle of the tool (1) Receives or stores setpoints of the actuating movement, and that the operating voltage for the piezoelectric drive (4, 21) is set as a function of the setpoint-actual value comparison. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schlitten (8) für eine Grobeinstellung des Schwenkradiusses des Werkzeugs (1) an der Schlittenführung (6) linear verstellbar ist.Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the slide (8) for coarse adjustment of the swivel radius of the tool (1) on the slide guide (6) is linearly adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (1) als spanendes Drehwerkzeug ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the tool (1) is designed as a cutting lathe. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (1) als Laser ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the tool (1) is designed as a laser. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Werkzeugs (1) ferner in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer Oberflächenmeßeinrichtung (22) gesteuert ist, welche die vom Werkzeug (1) hergestellte Istgeometrie an der Formgebungsfläche des Werkstücks (2) erfaßt.Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the setting of the tool (1) is further controlled as a function of the output signal of a surface measuring device (22) which the actual geometry produced by the tool (1) on the shaping surface of the workpiece (2) detected.
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